JPH0476257A - Piston for internal combustion engine - Google Patents
Piston for internal combustion engineInfo
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- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
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- F05C2201/0448—Steel
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、内燃機関のピストンの改良に関する。[Detailed description of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to improvements in pistons for internal combustion engines.
(従来の技術)
fils[の高出力化をはかるためには、ピストンの軽
量化および作動性の向上が重要である。(Prior Art) In order to increase the output of fils, it is important to reduce the weight of the piston and improve its operability.
このため従来、燃焼室を画成する頂面等を有するクラウ
ンと、シリンダに摺接するスカートとを互いに別体で形
成し、スカートを例えば繊維強化樹脂等を材質としてピ
ストンの軽量化をはかるとともに、クラウンおよびスカ
ートの形状に対する制約を少なくして、7リクシ5ンの
低減等をはかるものが提案されていた(実開昭58−1
80352号公報、実開昭60−194148号公報等
参照)。For this reason, conventionally, a crown having a top surface defining a combustion chamber and a skirt that slides on the cylinder are formed separately from each other, and the skirt is made of, for example, fiber-reinforced resin to reduce the weight of the piston. It was proposed that the restrictions on the shape of the crown and skirt be reduced to reduce the number of 7 ricks (58-1 Utility Model).
(See Japanese Utility Model Application Publication No. 80352, Japanese Utility Model Application Publication No. 1988-194148, etc.).
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら、このような従来装置では、クラウンに対
してスカートの上端を鋳込んだりあるいは嵌合させる構
造が取られていたため、クラウンに対するスカートの結
合強度が不足して、スカッフ現象を発生したり、ピスト
ンリングの片当たり等を起こす心配があった。(Problem to be Solved by the Invention) However, in such conventional devices, the upper end of the skirt is cast or fitted to the crown, so the bonding strength of the skirt to the crown is insufficient. , there was a concern that a scuff phenomenon would occur or that the piston ring would hit one side.
本発明は、こうした従来の問題1点を解決することを目
的とする。The present invention aims to solve one of these conventional problems.
(問題魚を解決するための手段)
上記目的を達成するため本発明では、燃焼室を画成する
頂面と共にピストンリングを装着させるリング溝を有す
るクラウンと、シリンダに摺接するスカートとを互いに
別体で形成し、スカートを金属板で形成し、スカートの
上端にクラウンのすフグ溝に嵌合するランド部を形成し
て両者を結合した。(Means for solving the problem) In order to achieve the above object, in the present invention, a crown having a ring groove on which a piston ring is attached together with a top surface defining a combustion chamber, and a skirt that slides in contact with a cylinder are separated from each other. The skirt was made of a metal plate, and a land portion was formed at the upper end of the skirt to fit into the puffer groove of the crown to connect the two.
(作用)
スカートがシリンダ壁から受ける反力は、クラウンに対
してリング溝に嵌合するランド部で支持される。ランド
部はその断面がリング溝に沿って曲折する凹凸形状をし
て、かつリング溝の全周に渡って嵌合しているため、ク
ラウンに対するスカートの結合強度が十分に確保される
。(Function) The reaction force that the skirt receives from the cylinder wall is supported by the land that fits into the ring groove with respect to the crown. Since the land portion has an uneven cross section that bends along the ring groove and is fitted over the entire circumference of the ring groove, sufficient bonding strength of the skirt to the crown is ensured.
また、クラウンのリング溝はスカートにより被覆される
ため、スカートを例えば鋼板等で形成することにより、
ピストンリングに対して十分な耐摩耗性が確保され、こ
の部分に表面硬化処理を施す必要が無くなり生産性を高
められる。In addition, since the ring groove of the crown is covered by a skirt, by forming the skirt from a steel plate, for example,
Sufficient wear resistance is ensured for the piston ring, and there is no need to perform surface hardening treatment on this part, increasing productivity.
(実施例)
以下、本発明の実施例を添付図面に基づ5・で説明する
。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in 5. based on the accompanying drawings.
第1図、第2図に示すように、ピストン1は燃焼室を画
成する頂面2およびピストンリングを収装するリング溝
3,4等を有するクラウン6と、シリンダに摺接する環
状のスカート7とが互ν1に別体で形成される。As shown in FIGS. 1 and 2, a piston 1 includes a crown 6 having a top surface 2 defining a combustion chamber, ring grooves 3 and 4 for housing piston rings, and an annular skirt in sliding contact with the cylinder. 7 are formed separately from each other ν1.
クラウン6はアルミ合金等の軽金属を材質として鋳造に
より形成されるが、要求強度に応じてその内部に強化w
L維を鋳込むことも考えられる。The crown 6 is formed by casting a light metal such as an aluminum alloy, but it is reinforced internally according to the required strength.
It is also possible to cast L fiber.
また、クラウン6には図示しないピストンピンを支承す
る一対のビンボス部9が一体形成され、このピストンピ
ンを介してコンロ・ンドが結合される。Further, a pair of bottle boss portions 9 for supporting a piston pin (not shown) are integrally formed on the crown 6, and a cooktop is connected to the crown 6 via the piston pin.
スカート7は転造圧延製鋼板が所定の形状に成型され、
シリンダ壁に摺接する左右スカート部11.12と、リ
ング溝3,4に嵌合するランド部13とを有する
左右スカート部11.12はピストンピンの側方に位置
して断面円弧状に形成され、シリンダ壁に摺接してピス
トン1の姿勢制御を行う。The skirt 7 is formed from a rolled steel plate into a predetermined shape.
The left and right skirt parts 11.12, which have left and right skirt parts 11.12 that slide on the cylinder wall and land parts 13 that fit into the ring grooves 3 and 4, are located on the sides of the piston pin and are formed to have an arcuate cross section. , controls the attitude of the piston 1 by slidingly contacting the cylinder wall.
ランド部13は、直円筒状に成型されたスカート7の上
端をクラウン6の外周に嵌合させた後、リング溝3,4
に沿って絞り加工を施して、その断面がリング溝3,4
に沿って曲折する凹凸状に形成され、かつリング溝3,
4の全周に渡って嵌合する。ランド部13はこのカシメ
固定後に、仕上げ加工が施されて、シリンダ壁およびピ
ストンリングに対して所定の精度が確保される。The land portion 13 is formed by fitting the upper end of the skirt 7 formed into a right cylindrical shape to the outer periphery of the crown 6, and then inserting the ring grooves 3, 4 into the ring grooves 3, 4.
The cross section is drawn along the ring grooves 3 and 4.
The ring groove 3 is formed into an uneven shape that bends along the ring groove 3,
It fits all around the 4. After the land portion 13 is fixed by caulking, finishing is performed to ensure a predetermined accuracy with respect to the cylinder wall and piston ring.
ランド部13と左右スカート部11.12の間にはクラ
ウン6の下端に沿って窪む凹部14が円弧状に形成され
、スカート部11.12の剛性を確保するとともに、シ
リンダ壁に対する不要な接触面積を削減する。A concave portion 14 is formed in an arc shape along the lower end of the crown 6 between the land portion 13 and the left and right skirt portions 11.12 to ensure the rigidity of the skirt portion 11.12 and to avoid unnecessary contact with the cylinder wall. Reduce area.
さらに、スカート部11.12にはシリンダ壁に接触す
る領域を限定する凹凸(図示せず)をプレス成型して、
剛性を確保するとともに、油膜の圧力分布を制御して7
リクシヨンの低減をはかることも可能である6
次に作用について説明する。Furthermore, the skirt portion 11.12 is press-molded with unevenness (not shown) that limits the area that contacts the cylinder wall.
7 by ensuring rigidity and controlling the pressure distribution of the oil film.
It is also possible to reduce the friction.6 Next, the effect will be explained.
ピストン1は燃焼ガス圧力を受けてシリンダ内を往復運
動し、ピストンピンおよびコンロットを介してクランク
シャフトの回転運動に変換される。The piston 1 reciprocates within the cylinder in response to combustion gas pressure, which is converted into rotational motion of the crankshaft via a piston pin and connecting rod.
ピストン1の頂面2に受ける燃焼熱はクラウン6とスカ
ート7およびピストンリングを介してシリンダ壁に逃が
される。Combustion heat received at the top surface 2 of the piston 1 is released to the cylinder wall via the crown 6, skirt 7 and piston ring.
ピストン1が往復運動するとき、ピストンピンと直交す
るスラストおよび反スラスト方向ではガス圧力および慣
性力によりピストン1をシリンダに対して傾斜させよう
とする荷重が作用するが、スカート7はシリンダ壁に摺
接してピストン1をシリンダと同軸上に保ち、これによ
りピストンリングの片当たりやスラップ音等の発生を防
止する。When the piston 1 reciprocates, a load that tends to tilt the piston 1 relative to the cylinder due to gas pressure and inertia acts in the thrust and anti-thrust directions perpendicular to the piston pin, but the skirt 7 slides against the cylinder wall. The piston 1 is kept coaxial with the cylinder, thereby preventing uneven contact of the piston ring and occurrence of slap noise.
スカート7が鋼板により形成されているため、左右スカ
ート部11.12の弾性変形が可能となり、シリンダ壁
との開に形成される潤滑油膜が切れることを防止すると
ともに、シリンダ壁の開に生じる衝撃を緩和し、ピスト
ン1の円滑な運動性が確保される。Since the skirt 7 is made of a steel plate, the left and right skirt parts 11 and 12 can be elastically deformed, which prevents the lubricating oil film formed at the opening between the cylinder wall and the cylinder wall from breaking, and also prevents the shock generated when the cylinder wall opens. , and smooth movement of the piston 1 is ensured.
左右スカート部11.12がシリンダ壁から受ける反力
は、クラウン6のリング溝3,4に嵌合するランド部1
3で支持される。ランド部13の断面は、リング溝3,
4の全周に渡って嵌合する凹凸形状をしているため、ク
ラウン6に対するスカート7の結合強度が十分に確保さ
れる。これに対して、クラウンに対してスカートの上端
を鋳込む従来装置では、スカートの付は根部分に応力集
中が生じ、十分な結合強度が得られないという問題、貞
があった。また、クラウンに対してスカートの嵌合部分
が直円筒状に形成され、軸方向に係合する部位を持たな
い従来装置の場合は、熱膨張差等により両者が分離する
心配があった。The reaction force that the left and right skirt parts 11 and 12 receive from the cylinder wall is caused by the reaction force that the left and right skirt parts 11 and 12 receive from the land part 1 that fits into the ring grooves 3 and 4 of the crown 6.
Supported by 3. The cross section of the land portion 13 has the ring groove 3,
Since the skirt 7 has an uneven shape that fits over the entire circumference of the crown 6, sufficient bonding strength of the skirt 7 to the crown 6 is ensured. On the other hand, with the conventional device in which the upper end of the skirt is cast into the crown, there is a problem that stress concentration occurs at the root portion of the skirt, and sufficient bonding strength cannot be obtained. Further, in the case of a conventional device in which the fitting portion of the skirt to the crown is formed in a right cylindrical shape and does not have a portion that engages in the axial direction, there is a fear that the two may separate due to differences in thermal expansion or the like.
リング溝3,4を鋼板からなるスカート7により被覆す
ることにより、ピストンリングに接触する部分に高い表
面硬度が得られ、十分な耐摩耗性が確保される。これに
より、アルミ合金製クラウン6に対して表面硬化処理を
施す必要が無く、生産性を高められる。By covering the ring grooves 3 and 4 with the skirt 7 made of a steel plate, high surface hardness is obtained at the portion that contacts the piston ring, and sufficient wear resistance is ensured. Thereby, there is no need to perform surface hardening treatment on the aluminum alloy crown 6, and productivity can be increased.
一般にピストンのスカッフ現象はスカート部11.12
とリングW13.4間に位置するランド部によって発生
するが、スカート7の材質を鋼材とすることにより、こ
のランド部の表面粗さ精度を高くできるため、潤滑油膜
を保持する機能を高められ、潤滑油膜が切れてスカッフ
現象を起こすことを防止できる。Generally speaking, the piston scuff phenomenon occurs at the skirt portion 11.12.
This occurs due to the land located between the ring W13.4 and the ring W13.4, but by using steel as the material of the skirt 7, the surface roughness accuracy of this land can be increased, which improves the ability to retain the lubricating oil film. This prevents the lubricating oil film from breaking and causing scuffing.
次に、第3図、第4図に示す他の実施例について説明す
ると、クラウン6にビンボス部9から左右スカート部1
1’、12に向けて延びる左右梁部21.22が一体形
成され、この左右梁部21,22に左右スカート部11
.12の下端が固着される。Next, another embodiment shown in FIGS. 3 and 4 will be explained.
Left and right beam portions 21 and 22 extending toward the left and right beam portions 1' and 12 are integrally formed, and the left and right skirt portions 11 and 22 are integrally formed.
.. The lower end of 12 is fixed.
この場合も、スカート7の上端にリング溝3゜4に嵌合
するランド部13が設けられているため、左右スカート
部11.12はその上下端でクラウン6に支持されてそ
の剛性を高められ、機関の高出力化に対応できる。In this case as well, since the land portion 13 that fits into the ring groove 3° 4 is provided at the upper end of the skirt 7, the left and right skirt portions 11.12 are supported by the crown 6 at their upper and lower ends to increase their rigidity. , it can respond to higher engine output.
(発明の効果)
以上の通り本発明によれば、内燃機関のピストンにおい
て、fl焼室を画成する頂面およびピストンリングを装
着させるリング溝を有するクラウンと、シリンダに摺接
するスカートとを互いに別体で形成し、このスカートを
金属板で形成し、スカートの上端にクラウンのリング溝
に嵌合するランド部を一体形成して両者を結合したため
、ピストンの円滑な作動性を確保しつつピストンの軽量
化がはかれ、f91関の出力および燃費性能を改善する
ことができ、また、ピストンの表面加工処理を削減する
ことが可能となり、生産性を高めてコストアップを抑え
られる。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, in a piston for an internal combustion engine, the crown having the top surface defining the fl combustion chamber and the ring groove in which the piston ring is mounted, and the skirt slidingly contacting the cylinder are mutually connected to each other. This skirt is formed from a metal plate, and a land portion that fits into the ring groove of the crown is integrally formed on the upper end of the skirt to connect the two, thereby ensuring smooth operation of the piston. It is possible to reduce the weight of the F91 engine, improve the output and fuel efficiency of the F91 engine, and reduce the surface treatment of the piston, increasing productivity and suppressing cost increases.
第1図は本発明の実施例を示すピストンの横断面図、第
2図は同じく斜視図である。第3図は他の実施例を示す
ピストンの横断面図、第4図は同じく斜視図である。
1・・・ピストン、2・・・頂面、3,4・・・リング
溝、6・・・クラウン、7・・・スカート、11.12
・・・スカート部、13・・・ランド部9FIG. 1 is a cross-sectional view of a piston showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view thereof. FIG. 3 is a cross-sectional view of a piston showing another embodiment, and FIG. 4 is a perspective view thereof. 1... Piston, 2... Top surface, 3, 4... Ring groove, 6... Crown, 7... Skirt, 11.12
...Skirt part, 13...Land part 9
Claims (1)
るリング溝を有するクラウンと、シリンダに摺接するス
カートとを互いに別体で形成し、このスカートを金属板
で形成し、スカートの上端にクラウンのリング溝に嵌合
するランド部を一体形成して両者を結合したことを特徴
とする内燃機関のピストン。A crown having a top surface that defines a combustion chamber and a ring groove for mounting a piston ring, and a skirt that makes sliding contact with the cylinder are formed separately from each other, and this skirt is formed of a metal plate, and a crown is provided at the upper end of the skirt. A piston for an internal combustion engine, characterized in that a land portion that fits into a ring groove is integrally formed to connect the two.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18823790A JPH0476257A (en) | 1990-07-17 | 1990-07-17 | Piston for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18823790A JPH0476257A (en) | 1990-07-17 | 1990-07-17 | Piston for internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0476257A true JPH0476257A (en) | 1992-03-11 |
Family
ID=16220194
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18823790A Pending JPH0476257A (en) | 1990-07-17 | 1990-07-17 | Piston for internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0476257A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5762507A (en) * | 1995-07-31 | 1998-06-09 | Yazaki Corporation | Connector for wire and flat cable and method of manufacturing the same |
US5770818A (en) * | 1995-04-25 | 1998-06-23 | Yazaki Corporation | Connector for establishing connection between electric wires and flat cable and manufacturing method thereof |
US7647911B2 (en) | 2007-08-08 | 2010-01-19 | Federal-Mogul World Wide, Inc. | Small end con rod guidance piston |
WO2011031535A3 (en) * | 2009-08-27 | 2011-06-23 | Federal-Mogul Corporation | Monobloc piston with a low friction skirt |
-
1990
- 1990-07-17 JP JP18823790A patent/JPH0476257A/en active Pending
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